Королев известен как город ракетостроителей. Дубна - город атомщиков. А Пущино - город биологов.
Здесь расположены девять крупных институтов, занимающихся фундаментальными исследованиями в области физико-химической биологии, а еще крупнейшая в России радиоастрономическая обсерватория и дом ученых. Все это выросло в 1960-е годы из одного Института биологической физики АН СССР, позднее преобразованного в Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН).
Его сотрудники изучают строение клеток и тканей, работу нейронов, исследуют биохимические процессы на молекулярном уровне, и даже разрабатывают биомедицинские технологии.
Всего в ИТЭБ РАН насчитывается 20 лабораторий. В одной из них, Лаборатории роста клеток и тканей, работает ведущий программ для родителей Умных Городов, популяризатор науки Егор Мусин.
Наш корреспондент Виталий Кавтарадзе провел с Егором целый день и узнал, что исследуют сотрудники важнейшего биофизического института страны, чем дышит Пущино, и каково молодому ученому жить и работать в подмосковном наукограде.
Лаборатория художников
Мы с Егором встречаемся во дворе ИТЭБ РАН, у входа в главный корпус. Пятиэтажное здание с огромными окнами и советской мозаикой на фасаде почти полностью скрыто за высокими деревьями. Часть стен увита ярко-красными плетями винограда, а двор усыпан желтыми листьями. Тихо и безлюдно по сравнению с Москвой, только изредка через калитку проходят сотрудники. Бросается в глаза черный, тщательно убранный участок - могила и памятник Глеба Михайловича Франка, известного советского биофизика и основателя института.
Егор быстро проводит меня через турникет, и в лифте рассказывает:
- Надо было тебе пораньше приезжать. До 12 я был свободен, а сейчас начали эксперимент, и что-то неясное происходит. Надо разбираться.
Заходим в лабораторию - комнату примерно четыре на шесть метров. Я чувствую себя немного неловко, не зная, куда сесть.
Представьте себе мастерскую художника, заставленную мольбертами, инсталляциями и результатами не всегда удачных творческих экспериментов. Теперь мысленно замените кисти на автоматические пипетки, мольберты на микроскопы, а исписанные холсты на десятки пробирок и чашек Петри. У вас получится настоящая биохимическая лаборатория.
Слева от входа стоит огромный вытяжной шкаф из красного дерева (для опытов с летучими веществами). Почти все пространство посередине комнаты занимает тяжелый стол родом из 60-х, на котором лежат автоматические пипетки, десятки пробирок и эппендорфов, стоят лабораторные весы и pH-метр. У правой стены взгромоздился спектрофотометр - прибор для измерения концентрации цветных веществ в растворе по насыщенности их окраски.
У окна за компьютером сидит научный руководитель Егора: Сергей Алексеевич Тихоненко, кандидат биологических наук. Кроме нас в лаборатории еще два студента-четверокурсника Пущинского филиала МГУ: Булат и Саша.
- Егор, отвлекись от всего, надо поработать, - говорит руководитель.
Я с фотоаппаратом вжимаюсь в угол вытяжного шкафа, чтобы не мешать. Егор набирает слегка фиолетовый раствор в стеклянную кювету, быстро ставит ее в спектрофотометр. По монитору ползет кривая с пиками и провалами, которая не нравится никому из присутствующих.
- Я же видел, ты плохо перемешал! - говорит Сергей Алексеевич.
- Да не может быть, - отвечает Егор и набирает новую кювету автоматической пипеткой.
- У тебя на графике одни флуктуации!
- Семь раз подряд?
- Да, а почему нет?
- Может, попробуем разбавить в 5 раз?
- Вроде уже пробовали…
- Есть у меня, Сергей Алексеевич, одна идея...
Егор с научным руководителем жонглируют цифрами и гипотезами, мысленно пересчитывают концентрации и пытаются побороть странное поведение ферментов. Студент-второкурсник Булат берет пробы воды в стакан и измеряет pH: 7.00… 6.57... 5.92…
- Если совсем просто, сегодня мы пытаемся измерить скорость работы фермента уреазы, - поясняет Егор. - Этот фермент расщепляет мочевину, при этом выделяется аммиак и изменяется pH раствора. Окраска постепенно меняется из-за индикатора, а ее интенсивность мы измеряем на спектрофотометре. Но, кажется, в дистиллированной воде, которой мы разбавляем фермент, содержится что-то, блокирующее его работу.
Под руководством Сергея Алексеевича Егор занимается исследованиями ферментов, которые помогают определять концентрации веществ в биологических жидкостях: крови и моче. Недавно их лаборатории удалось решить несколько существенных проблем в клинической диагностике заболеваний. Ученые запечатали ферменты в полупроницаемые микрокапсулы диаметром от 0.5 до 10 мкм. Это позволило сделать вещества многоразовыми и увеличить их срок хранения.
В связанных с этим исследованием работах группа Сергея Алексеевича описала два механизма замедления работы ферментов, а еще предложила несколько способов восстановления их активности.
Мы с Егором спускаемся на два этажа ниже и оказываемся в большой светлой комнате. В ней пока почти нет оборудования: это помещение лаборатории передали совсем недавно, и сотрудники еще не успели его обжить. На стене над раковиной висит злополучный старый дистиллятор. Егор берет несколько проб воды и отключает аппарат - с ним нужно будет разбираться в другой день.
- Вообще, у нас тема в биохимии хорошая, говорит Егор, - Почти все время замечаем что-то новое. Вот, как сейчас, с этой водой - если за пару дней разберемся, в чем дело, и сможем воспроизвести несколько раз, будет научная публикация.
Зачастую неудачи в науке гораздо важнее успехов: благодаря им можно совершить неожиданное открытие. Эта ситуация напомнила мне научную легенду об открытии йода: якобы кошка Бернарда Куртуа толкнула руку ученого, и он пролил серную кислоту на золу морских водорослей. При этом выделилось облако фиолетового дыма, осевшего на столе в виде кристаллов йода. Разумеется, это не значит, что случайное открытие может сделать каждый. Заметить необычное явление и описать его под силу только ученому, который руководствуется научным методом.
Научная самоизоляция
Образ жизни молодых ученых в Пущино очень отличается от того, как живут их сверстники в Москве. Почти все признаются - заняться в городе в свободное время почти нечем.
- Я встаю не рано, в 9-10 утра, иду в институт, - рассказывает Егор. - От моего дома до работы идти 15 минут. Примерно с 11 до 18 часов я в лаборатории, потом иду домой и продолжаю работать: репетиторствую с детьми, готовлю лекции для Умных Городов или других проектов. По выходным я обычно в командировках - веду программы для родителей в разных Умных Городах. Кстати, сейчас я как раз записываю несколько лекций для научного ситкома “Самый скучный вечер”. Наконец кто-то нашел подходящее название для моих выступлений!
По меркам московских аспирантов Егор живет роскошно. Он один снимает трехкомнатную квартиру в доме рядом с парком по цене комнаты на окраине Москвы. Егор любит принимать у себя гостей: иногда они с друзьями устраивают целые марафоны настольных игр в выходные. Больше всего ценится Dungeons & Dragons.
- Здесь есть кафе и бар, но они мне не нравятся, я туда не хожу, - продолжает Егор. - Недавно открыли старый советский кинотеатр. Есть много зеленых зон и парков, где приятно гулять, но приедается. Весь город - 2 на 2 километра. Зато до Москвы всего час на автобусе. - поделился он.
В середине дня мы все-таки вышли в ближайшую “Пятерочку”. Егор хотел отправить меня за газировкой одного, но я испугался, что не смогу без него пройти в институт.
- Ты что, - удивился Егор. - В городе все свои, никто никого не боится. Лет десять назад была какая-то мелкая кража, тогда для порядка все учреждения обнесли заборами. Но чтобы никто не мучался, коды сделали настолько логичные, что их угадать - легче легкого. Все из соседних институтов, например, ходят к нам снять деньги в банкомате. Видел на заборе табличку “Банкомат не работает, не заходите”? Она уже пару месяцев висит, а я и не помню, чтобы он ломался.
День “Т”
С другой стороны, Пущинские молодые ученые гораздо быстрее делают научную карьеру, чем большинство студентов московских вузов. Дело не только в сосредоточенности на работе. В МГУ, например, единичные студенты младших курсов могут работать в московских институтах - очень сложно успевать ходить на занятия, делать домашние задания и работать, тратя на дорогу по несколько часов в день. Да и мест для студентов у руководителей лабораторий в институтах очень мало. В Пущино студентов привлекают к научной работе с первых курсов.
Здесь есть два вуза - Пущинский филиал МГУ (с 2013 года он преобразован в биотехнологический факультет МГУ, но, кажется, этого никто не заметил, и все называют его филиалом) и Пущинский государственный естественно-научный институт. Почти все их студенты живут в общежитиях. Большинство их преподавателей работают в местных институтах, и сами приглашают студентов помогать в исследованиях.
Я спросил Егора, как он решил поступать именно в Пущино.
- Когда я сдал ЕГЭ, мне хватало баллов на биофак МГУ, на факультет биотехнологии и биоинформатики МГУ и в Пущинский филиал. Но я тогда понимал, что хочу попробовать пожить сам, вдали от родителей, поэтому отправился сюда.
- У меня идет уже десятый год работы с Сергеем Алексеевичем, - вскользь упоминает Егор. Я смутился, спрашиваю - Прости, а сколько тебе лет? - 26.
Я пришел в эту лабораторию на первом курсе, мне было 17 лет. Кстати, через полгода у меня защита кандидатской, день “Т”.
- День “Т”?, - переспрашиваю я.
- Сейчас я к Сергею Алексеевичу на “вы” обращаюсь, он кандидат. Но мы условились, что когда сравняемся, я его тоже смогу на “ты” называть. Вот поэтому и день “Т”.
Искать работу в Москве и уезжать из Пущино Егор пока не планирует.
- У меня много друзей в московских институтах, - говорит он, - и я понимаю, что только в ИТЭБ РАН я смогу работать достаточно продуктивно. Здесь действительно созданы все условия для исследований, у нас выходит очень много статей. Правда, не знаю, где работать лучше.
День науководителя
Когда мы вернулись из магазина, эксперимент с ферментами был почти окончен. Студенты продолжали измерения, “набивая руку” для работы с прибором.
Егор с научным руководителем сидят за одним столом и пьют чай. Я немного завидую: день в лаборатории действительно похож на работу художников - нет жестких дедлайнов и спешки. Все результаты при этом достигаются - например, у Егора уже 8 статей, 15 докладов на конференциях, 6 тезисов докладов и 1 патент.
Сергей Алексеевич признается: “Я, кажется, в своей жизни ни дня не работал. Прихожу сюда каждый день и делаю то, что мне интересно.”
Конечно, далеко не вся наука работает таким образом. Многие говорят, что сейчас формула “Наука - это способ удовлетворять свой интерес за чужой счет” уже не действует. Перед лабораториями, которые сотрудничают с частными компаниями, ставятся сложные задачи с жесткими сроками. Можно сказать, Егору с научным руководителем повезло.
Сергей Алексеевич уходит забирать детей из школы, оставив аспиранта за старшего. Егор показывает студентам, какие измерения нужно провести до конца дня, а сам пересаживается в кресло начальника. На окне за его спиной приклеена табличка: “День науководителя”.
- О, ты заметил? - показывает он, - Это я придумал новый праздник, и популяризирую его. День научного руководителя. Нам показалось странным, что есть День матери, День ВДВ, День еще-кого-угодно, а праздника научрука нет.
День науководителя отмечается каждую последнюю среду месяца. В этот день надо чествовать своего научного руководителя и водить вокруг него науковод.
- Науковод - это почти как хоровод на Новый год, только каждый месяц. У моего праздника даже есть традиционный продукт - лайм. Он символизирует неспелых, но вполне употребимых аспирантов. - комментирует Егор.
Повторение - мать науки
Ближе к концу дня мы отправились прогуляться по ИТЭБ РАН. Начали со столовой, которая больше похожа на домашнее кафе. В светлом помещении стоит десяток резных столов на четверых, в углу расположился холодильник с мороженым, а на прилавке выставлена домашняя выпечка и сладости. Возле кассы лежит рукописный листок с обеденным меню. Я заказал котлету по-министерски с рисом, Егор взял чай. Мне показалось, что в чеке не хватает ноля.
Перекусив мы отправились бродить по этажам и коридорам. Заглянули в конференц-залы, в которых сохранились интерьеры 60-х годов с креслами, обитыми красным бархатом. Где-то проходили репетиции защит, где-то собрания сотрудников лабораторий.
Возле одной из дверей встретили едва ли не самого любимого всеми сотрудника института - кошку Масю. Ее гладят и подкармливают почти все, хотя в отличие от кошки Бернарда Куртуа, гениальных открытий она пока не совершила.
По надземному переходу попадаем в соседний корпус. Нас встречает высокий внутренний “колодец” с мраморной лестницей и деревянными перилами. Все здание - памятник советского интернационального стиля. На белых стенах под самым потолком висят абстрактные скульптуры из кованого железа - лошадь, телега, весы. “Выставка” продолжается и в одном из коридоров. Сейчас уже никто не помнит, как эти скульптуры появились, но по словам Егора их создавал в свободное время один из ученых, работавших когда-то в институте.
Егор проводит меня в большую светлую лабораторию. Ее стены облицованы белой плиткой, а мебель в ней выглядит гораздо более современной. В коридоре стоят старые лабораторные весы.
- Таким, разумеется, давно никто не пользуется. Здесь, пожалуй, самое крутое оборудование из всего, на чем мне приходится работать, - комментирует Егор.
На столе у входа стоит прибор для определения оптической плотности веществ, далее идут современные весы, которые позволяют измерить массу навески с точностью до 0,00001 г. Вокруг несколько уже знакомых мне спектрофотометров - это вообще один из главных инструментов биофизика. Шкафы инкубаторов указывают на то, что здесь работают с культурами клеток.
Егор предлагает мне пройти в чистую зону. Приходится снять обувь, надеть резиновые тапочки и халат.
В чистой комнате гудит вентиляция, которая забирает с улицы чистый воздух, прогоняет его через несколько слоев фильтров и выпускает в лаборатории. В помещениях поддерживается избыточное давление, поэтому из дверного проема как будто бы дует ветер. Для обеззараживания воздуха в комнатах работают ультрафиолетовые лампы.
- Это помещение нужно, в основном, микробиологам. - Егор вместе со мной переодевается и заходит в чистую зону. - Тут сотрудники культивируют клетки людей и животных, поэтому очень важно, чтобы на питательные среды не попадали бактерии.
По-настоящему точные работы проводят в ламинарах - шкафах, где обеспечивается еще большая чистота. При мне за ними работают двое студентов, которые, стараясь не отвлекаться на нас, ритмично капают что-то на питательную среду автоматическими пипетками.
Мое внимание привлекли два микроскопа. Один из них фирмы Nikon, как и мой фотоаппарат.
- Ты знал, что Nikon не только на фотоаппаратах зарабатывают? - подметил Егор. - Расскажи читателям, уверен, многие удивятся.
- А что это за микроскоп? - расспрашиваю я.
- Да самый обычный световой микроскоп. Не темнопольный, не флуоресцентный, просто очень крутой световой микроскоп. Такой стоит тысяч 200-250 рублей, поэтому детям с ним поработать не удастся.
Вторая достопримечательность лаборатории - микроскоп фирмы Zeiss, стоит в соседней комнате. В отличие от лаконичного и изящного Никона этот прибор выглядит более устрашающе: он окружен пластиковым боксом, а по бокам от него расположены несколько блоков управления. Изображение выводится на монитор. И, тем не менее, это все еще обычный световой микроскоп. Оля, сотрудница, работавшая с Цейсом когда мы вошли, поясняет: “Под этим боксом можно создать любую среду, необходимую клеточным культурам. Вот эти серые ящики как раз регулируют температуру и состав газов. В целом, этот прибор - как Мерседес или Бентли. Не молодой уже, зато S-класса.”
Но как мне рассказали, далеко не всегда для научной работы требуется настолько дорогое и сложное оборудование. Важнее всего для ученого - умение проделывать один и тот же эксперимент много раз, изменяя условия по заранее обдуманному плану.
Эту мысль сразу проиллюстрировали десятки совершенно одинаковых чашек Петри, разложенных на столе. На их крышках подписаны только номера проб и обозначения культур. Только сами экспериментаторы знают, какую гипотезу они проверяют благодаря сотням или даже тысячам повторностей опыта.
* * *
Около 6 часов вечера мы с Егором разошлись: он отправился домой, готовить к ЕГЭ по биологии очередного ученика. Я же задержался в холле, открыл ноутбук, чтобы сделать срочную работу.
Уже одеваясь, я заметил на тумбочках гардероба яблоки, чеснок и мед. Некоторые сотрудники института за символическую плату предлагают купить свежие продукты со своих дачных участков.
Не спеша и по-дружески беседуя, домой собирались последние исследователи ИТЭБ РАН.
____________
Sciencely — это образовательные программы для детей 7-16 лет в онлайне и офлайне, а также наборы для научных экспериментов. Мы, выпускники естественнонаучных факультетов МГУ и молодые врачи, делаем непонятное понятным и для ребят, и для родителей. Занимайтесь и будьте с нами: https://scly.me/us